Правильная схема поддержания нуля на выходе

[misha88]

Открыть эту уже не раз обсуждавшуюся тему меня заставили множество негативных откликов на работу схемы поддержания нуля на выходе. А может, как в известном анекдоте, она не нравится тем, кто не умеет её готовить? Решил снова в сотый раз повторить необходимые условия для правильной её работы (естественно только для тех, кто не знает). Прежде всего, большая часть ошибок связана с неправильным выбором операционного усилителя (очень часто используют совершенно неподходящие для этих целей TL071\TL072\TL081\TL082, а потом пишут о плохом звуке). Поскольку эта схема представляет собой интегратор очень низких частот, для которого особенно важны высокое входное сопротивление, малый входной ток и высокая точность входной цепи (малое напряжение смещения и его малый температурный дрейф, причём последнее очень важно, т.к. при таких низких частотах изменение температуры имеет тот же порядок времени), то необходимо использовать прецизионный операционный усилитель с полевиками на входе. Самыми дешёвыми, но без ущерба качеству, будут TL051\TL052, особенно с буквой А, но естественно подойдут и более дорогие AD8510, ОРА132 и т.д. Вторая ошибка связана с цепью защиты входа операционного усилителя, когда для этого просто устанавливают диоды. Но у подавляющего большинства типов диодов обратные токи находятся выше 1-10нА, увеличиваясь с температурой (правда есть особые диоды с низкими утечками, например, BAV45), что совершенно недопустимо для интегратора. Выходом может быть применение в качестве диодов полевиков, самый лучший из которых (и не дорогой) это PN4117A, у которого максимальный ток утечки 1рА. А третья ошибка это использование некачественных пассивных деталей: резисторы должны быть металлоплёночные (или в случае SMT тонкоплёночные), а конденсаторы обязательно полипропиленновые. Входной фильтр R2, С2 защищает операционный усилитель от высокочастотных помех (если важен апериодический режим работы схемы, не стоит понижать частоту среза этой цепи ниже 10кГц). Ну и естественно подключить ноль схемы в правильную точку усилителя (куда подключают и выход на колонки).

[Olegyurich]

Например, не обсуждалось влияние выходного сопротивления ОУ на неидеальность интегратора, но здесь у меня нет достаточной теоретической базы.

Ну, по этому вопросу были произнесены некоторые слова ( см.выше), но меня интересует именно обоснование высокой скорости нарастания, которого так и не было озвучено.

---------- Добавлено в 16:20 ---------- Предыдущее сообщение в 16:18 ----------

Если по вопросам, ещё не обсуждавшимся, то почему и нет.

По скорости нарастания. Например, откуда взялась цифра 2 В/мкс.

[Yury Novikov]

Например, не обсуждалось влияние выходного сопротивления ОУ на неидеальность интегратора

Да, и еще влияние цены носков конструктора на температуру корпуса ОУ.

[misha88]

Ну, по этому вопросу были произнесены некоторые слова ( см.выше), но меня интересует именно обоснование высокой скорости нарастания, которого так и не было озвучено. Например, откуда взялась цифра 2 В/мкс.

Где? Если мои слова про пару В/мкс (кстати, это не называется высокой скоростью), то я не имел ввиду именно 2, а только то, что при недостаточной скорости нарастания ОУ могут быть проблемы (что видел и во множестве сообщений), а поскольку при современном выборе ОУ это ну вообще не проблема, то не понимаю, зачем столько обсуждать, проще проверить на реальной динамичной музыке, а ещё проще подстраховаться, поставив нормальный ОУ.

Да, и еще влияние цены носков конструктора на температуру корпуса ОУ.

Давно не было ваших глупых замечаний, да и слово конструктор это не про вас.

[Walter]

Подробнее...

Смотри мои предыдущие посты, включая линк на усилитель Игоря Виноградова.
Глубого моноэнергетично чем ты обеспечишь постоянство и частотную независимость выходного сопротивления интегратора. Можна шустрым ОУ с ООС, тогда его полоса должна быть в несколько раз шире самого УМ, или ТЛ с конденсатором в 1мкФ.

[misha88]

Глубого моноэнергетично чем ты обеспечишь постоянство и частотную независимость выходного сопротивления интегратора. Можна шустрым ОУ с ООС, тогда его полоса должна быть в несколько раз шире самого УМ, или ТЛ с конденсатором в 1мкФ.

Если это в ответ на мои слова о влиянии выходного сопротивления ОУ на неидеальность интегратора, то я говорю не о выходном сопротивлении интегратора, а о влиянии выходного сопротивления самого ОУ на правильность его работы в качестве интегратора.

[Olegyurich]

я не имел ввиду именно 2, а только то, что при недостаточной скорости нарастания ОУ могут быть проблемы (что видел и во множестве сообщений), а поскольку при современном выборе ОУ это ну вообще не проблема, то не понимаю, зачем столько обсуждать, проще проверить на реальной динамичной музыке, а ещё проще подстраховаться, поставив нормальный ОУ.

Собственно меня интересует математический аппарат, как можно рассчитать это "достаточно". Только и всего. +информация по теории интеграторов в несколько больших объемах, чем учебник по электронике.
Вот и все, чего я добивался.

---------- Добавлено в 19:42 ---------- Предыдущее сообщение в 19:39 ----------

ТЛ с конденсатором в 1мкФ.

Ну ты и извращенец. Нов общем вопрос понятен, спасибо. Я правда не представляю, как выходное сопротивление ОУ может на что-либо влиять в данном случае.

[Walter]

Olegyurich,


Принцип как у обычного стабилизатора
1 Немерянная емкость без линейника- конденсатор в цепи ООС
2 Медленный стабель (ОУ) с емкостями на выходе. От 0.1 до 1мкФ. Быстрое изменение берет на себя конденсатор, медленные давит сам опер в силу своего быстродействия.
3 Медленный ОУ + быстрый повторитель, Дима Андронников часто пользует такую схему в ЦАПах. 7805 как опора, конденсатор (это на интегратор с его цепями ФНЧ) + ЭП (мы можем приделать например параллельный повторитель, можно и интегральный; можно шустрый опер как повторитель)
4 Просто шустрый опер.

Вот и вся премудрость. В нижней точке делителя (выход интегратора, на рис обозначен пунктиром рисунком земли) нужно просто поддерживать потенциал земли для переменного сигнала с достаточной спектральной чистотой. Что эквивалентно постоянному постоянному и частотонезависимому выходному сопротивлению.

---------- Добавлено в 19:48 ---------- Предыдущее сообщение в 19:46 ----------

Пс можно вобще забить куй, и просто нагревать резистором один из транзисторов, например дифкаскада.

[Olegyurich]

Объясни мне такую вещь, вот у самого дерьмового ОУ в звуковом диапазоне выходное сопротивление меняется ну скажем от 0.1 до 20 Ом. Последовательно с выходом ОУ включен резюк порядка 10 кОм (R3 в твоей схеме) - ну и кого волнуют эти 20 Ом? На что они влияют? R1 как правило много меньше R3, поэтому влияние R3 на него невелико ( не говоря о выходном сопротивлении опера). На что еще влияет выходное сопротивление опера?

[Yury Novikov]

Последовательно с выходом ОУ включен резюк порядка 10 кОм (R3 в твоей схеме) - ну и кого волнуют эти 20 Ом?

Ну как кого волнуют? Мишу88.

[Инквизитор]

Если у усилка небольшая глубина ООС, то интегратор необходим, т.к. без него дрейф может достигать сотен мв и даже единиц вольт. Если глубина ООС большая, то интегратор не нужен.

[misha88]

Объясни мне такую вещь, вот у самого дерьмового ОУ в звуковом диапазоне выходное сопротивление меняется ну скажем от 0.1 до 20 Ом. Последовательно с выходом ОУ включен резюк порядка 10 кОм (R3 в твоей схеме) - ну и кого волнуют эти 20 Ом? На что они влияют? R1 как правило много меньше R3, поэтому влияние R3 на него невелико ( не говоря о выходном сопротивлении опера). На что еще влияет выходное сопротивление опера?

Ваше непонимание связано с неправильным пониманием выходного сопротивления ОУ, вы его ставите на выходе схемы (в этом случае действительно оно бы не влияло), а на самом деле оно внутри петли ООС (рисунок 7.7 в приложеном файле). А на последней странице огромная формула 7.10а и есть реальная зависимость между входным и выходным сигналом в неинвертирующем усилителе (в инвертирующем ненамного проще), где вы заметите и наличие Zвых. Теперь, если R2 на рисунке 7.8 заменить на конденсатор, чтобы получить интегратор, то в формуле 7.10а вместо R2 надо подставить 1\sC, а если ещё учесть, что усиление ОУ (в формуле обозначено буквой А) зависит от частоты, то только компьютер может осилить такую формулу. А формула реакции на импульсный сигнал и вообще займёт пол страницы.

А что касается реплик Yury Novikov, то сначало стоило бы что нибудь почитать, прежде чем писать.

[Walter]

Olegyurich, Начиная с СЧ сопротивление начинает приобретать индуктивный характер, нам же нужно держать его постоянным до окончания действия ОС основного Ум. Резистор в 10к это всеголишь в 3 раза больше типичного нижнего резистора делителя основной ОС, параллельно которому он подключен Мегаомы не поставишь, ибо предел регулировки интегратора улетит в трубу.
Все эти извращения нужны для УМ "спорта высоких достижений", хочешь получить -100дБ, прийдется учитывать действие интегратора.

Если у усилка небольшая глубина ООС, то интегратор необходим, т.к. без него дрейф может достигать сотен мв и даже единиц вольт. Если глубина ООС большая, то интегратор не нужен.

Угу, на выходк источника 10мВ, усиление УМ- типичный 30, что получим на выходе?
Никто интегратор и не использует для термостабилизации в нормальном УМ, там компенсирующий диодик, там токовое зеркальце, там каскодик, там дифкаскад в прямом термоконтакте и вуаля. Термостабилизация приятственное дополнение к отсутствию дорогих разделительных конденсаторов.

[Olegyurich]

в приложеном файле

Спасибо почитаю.

самом деле оно внутри петли ООС (рисунок 7.7 в приложеном файле)

Об этом я в общем-то не думал. А если скажем, подключить выход ОУ к резистору 100 Ом и вывод интегрирующего конденсатора к другому выводу этого резистора?

---------- Добавлено в 10:21 ---------- Предыдущее сообщение в 10:19 ----------

Резистор в 10к это всеголишь в 3 раза больше типичного нижнего резистора делителя основной ОС

Ну я бы не сказал. Если на входе дифкаскад, типичное значение 300-1000 Ом. В усилителях с токовой ООС еще на порядок меньше.

[Shurik]

Вот на мой взгляд правильная схема интегратора, во многом учитывающая все вышеизложенное https://forum.vegalab.ru/showthread....l=1#post979975

[Chute]

В схеме по ссылке (#272) всё правильно во втором ОУ интегратора U1B, или там опечатка?

[igmar]

очень часто используют совершенно неподходящие для этих целей TL071\TL072\TL081\TL082, а потом пишут о плохом звуке). необходимо использовать прецизионный операционный усилитель с полевиками на входе. Самыми дешёвыми, но без ущерба качеству, будут TL051\TL052, особенно с буквой А

по даташитам коренных отличий в схематике я не наблюдаю. может я ошибаюсь???

[И. ЗАМОТКИН]

У меня вопрос к Lynx. Как вы относитесь к AD797 в интеграторе? Не пробовали как они влияют на звук?

[fakel]

У меня вопрос к Lynx.

Задавайте его здесь http://lynxaudio.narod.ru/ - тут Дмитрий отвечает быстрее

[viktor8m]

по даташитам коренных отличий в схематике я не наблюдаю. может я ошибаюсь???

Начнём с того, что полная схема не приводится, только упрощённая (equivalent schematic), но даже в ней я заметил отличие в ГТ для ДК (в TL07х\8х на одном транзисторе, в TL05х он каскодный), да и по быстродействию TL05х почти в два раза выше TL07х\8х. Я думаю, автору темы понравилось малое напряжение смещения (для TL052A типичное значение 0.4 мВ в отличие от 3 мВ для TL07х\8х), а это важная характеристика для схемы поддержания нуля, потому что напряжение смещения и определяет приближение к нулю. Однако, во-первых, у TL05х большая зависимость напряжения смещения от температуры, а во-вторых, можно использовать одинарные микросхемы с подстройкой нуля, только не TL071\81, т.к. у них зависимость напряжения смещения от температуры ещё хуже, что съест любую подстройку нуля, а типа OPA134\132 с малой зависимостью напряжения смещения от температуры, а самым лучшим вариантом конечно является OPA827 или аналог от AD с их смещением ниже 0.1 мВ.

[И. ЗАМОТКИН]

Задавайте его здесь http://lynxaudio.narod.ru/ - тут Дмитрий отвечает быстрее

Спасибо.